宇宙膨脹速率目前測定為72公里/秒/326萬光年，銀河系與M31平均距離220萬光年，根據觀測藍移推算是以300公里/秒速度接近銀河系，算上宇宙膨脹因素，實際接近速度約為350公里/秒。只有在長期的以億光年距離範圍上才必須考慮宇宙膨脹效應。短程的區域性的靠近完全是允許的。

今天，所有的天文觀測結論都指向銀河系與仙女座星系在空間上正在相互靠近，在遙遠未來的某一天將會發生星系碰撞。而宇宙膨脹則是20世紀天文學最偉大的發現之一，宇宙空間快速膨脹也已是學界公認的事實。

20世紀初，美國天文學家哈勃（Edwin Hubble）在觀測星系運動時發現，在任何情況下，從地球上觀測到的星系光線，其頻率都偏低，顏色都偏紅。1929年，哈勃得出了一個令人驚奇的發現，所有星系在各個方向上都彼此退行（遠離），而且距離越遠退行的速度越快。他認為整個宇宙在不斷膨脹中，星系之間的遠離運動就是膨脹的一部分，而非由於任何斥力的作用。這與愛因斯坦的預言也相吻合，根據愛因斯坦相對論方程的一個特解，空間自身在膨脹。我們的宇宙主要是由神秘且不尋常的暗能量所構成的，其餘的物質能量中的大部分是奇特的暗物質。科學家採用la超新星標準燭光、造父變星、紅移等多種觀測方法，證實宇宙膨脹的正確。另外，愛因斯坦相對論方程也認為，宇宙膨脹加速的動力來自暗能量提供的排斥力。

此外，2018年的PLANCK衛星探測的最終測定分析結果，將宇宙年齡定為138億年，哈勃常數的擴張率修正為67.4（+/-0.5）km/sec/Mpc。也就是說，星系空間的距離每增加1百萬秒差距的距離，其相互遠離的速度增大67.4km/sec。簡單地說，星系空間距離的遠離不是它們在移動，而是空間自身的尺度膨脹。

哈勃定律為Vf=Hc x D 其中，Vf：遠離（退行）速度，km/sec；Hc：哈勃常數，km/sec/Mpc；D：相對於地球的距離，Mpc。既然空間在快速膨脹，哪為什麼銀河系與仙女座星系卻會碰撞呢？

我們知道，除了空間膨脹之外，星系在空間中也在作一些真實的位移運動。科學家表示，我們的銀河系與鄰近的仙女座星系正在以大約100km/sec的速度彼此靠近。這是天文學家斯里佛（Vesto Slipher）在1921年發現的那個例外。這兩個星系的確在空間中相向移動，按照目前的觀測資料，它們大約在38億年後會相撞。一方面，由於銀河系與仙女座星系當前的空間距離僅為250萬光年，它們之間沒有足夠的空間膨脹來抵消相互的靠近。另一方面，由於它們之間有限的空間所導致的膨脹速度遠小於它們相互靠近的速度，因此，科學家預言，在38億年後銀河系與仙女座星系相互碰撞顯然是不可避免的。不過，我們也無需擔心將發生在遙遠未來的星際大碰撞，因為到那時，地球生命早已經被紅巨星太陽的持續膨脹而吞沒……

“銀河系與仙女座星系30億年後發生大碰撞與宇宙高速膨脹矛盾嗎？”這其實是一個非常好的問題，那到底矛盾不矛盾呢？直接給出答案：並不矛盾。其本質原因在於適用範圍。

銀河系與仙女座星系微不足道

說起銀河系和仙女座星系，我們就不得不提起我們所在的本星系群。銀河系和仙女座星系實際上都是位於本星系群當中的，而且是最大的兩個星系，仙女座星系要更大一點，而銀河系是第二大的。

除了銀河系和仙女座星系，本星系群當中還有很多其他的星系，大概要超過50個星系的規模。咱們就說銀河系吧，光是衛星星系就會不少。仙女座星系也是如此。銀河系的直徑是10萬光年，而本星系群的直徑大概是1000萬光年。

這個尺度算大麼？說實在的，對於太陽系來說，這個尺度大已經超乎我們的想象力了。畢竟，太陽僅僅是銀河系1500~4000億顆恆星中的普通一員，在銀河系裡毫無存在感，猶如一粒沙子。

但是本星系群和銀河系其實都不算大，就拿銀河系來說吧，在我們已經發現的星系當中，其實根本不算大，下圖中最左邊的就是銀河系，而最右邊的就是目前發現最大的星系IC1101，它的直徑差不多就要400萬光年。

而本星系群在宇宙中同樣也不算是一個很大的群體，再往上，本星系群只是室女超星系團當中普通的一員，而且還算是小的那種。室女超星系團的直徑大概有1.1億光年，類似於本星系群的星系群和星系團至少有100個。

而室女超星系團也只是可觀測宇宙中的一丁點。可觀測宇宙的直徑要達到930億光年。僅僅是比較直徑，它的直徑就是銀河系的93萬倍，是本星系群的9300倍，是室女座超星系團的930倍。

更令人無奈的是可觀測宇宙竟然也只是宇宙中的一部分而已。

大尺度膨脹主導，小尺度引力主導

可能你要問了，為什麼要講這些尺寸呢？

其實在宇宙中尺度十分重要，我們都知道宇宙在膨脹，而且膨脹效應是整體性的，意義是整體上各部分（處處）都在發生膨脹。

可問題是，為什麼你沒有變胖呢？畢竟按照理論來說，我們所處的空間也在膨脹，所以我們應該隨著空間膨脹起來。你也知道，我們沒有這樣的。這就要說到暗能量了，宇宙膨脹說白了是存在一種排斥力，它的效應和引力正好相反，我們之前管它叫做真空能，而現在管它叫做暗能量。它佔到整個宇宙總量的68.3%。

但是，我們要知道的是，宇宙其實是非常非常空的，天體之間的距離其實遠遠大於它們自身的半徑。下圖就是NASA的衛星拍攝到了，地球和月球，我們可以感受一下。

那這會帶來什麼問題呢？在小尺度上，暗能量產生的膨脹效應還敵不過暗物質和物質提供的引力，但到了大尺度上，暗能量積少成多逐漸勝過了暗物質和物質所提供的的引力，成了主導。

這就好比，如果你去看一片森林，你只盯著一棵樹看，那就是一棵樹。

但這個時候，你坐著直升機在高空上看，你看到的不會是一棵樹，而一大片綠，很均勻。

在宇宙中，小尺度上看，可能是一團星系，或者什麼都沒有。但如果你從大尺度上去看，其實宇宙是很均勻的，科學家管這個叫做各向同性。

可是要達到這個效果，這個尺度得達到10^8光年，也就是1億光年以上。也就是說，你想要明顯感受到膨脹效應，這個尺度要達到1億光年以上。而小於1億光年的尺度，實際上還是引力占主導地位，所以沒辦法劇烈感受到膨脹效應。

而我們要知道的是，本星系群也只有1000萬光年，也就是說，在本星系群內部根本感受不到膨脹效應。所以，想要明顯感受到膨脹效應，我們大概得去觀測室女座超星系團邊緣或者更遠外的天體（室女座超星系團直徑是1.1億光年）

這也就是解釋了，為什麼銀河系和仙女座星系要相互靠近，畢竟這是發生在本星系群內部的，而且兩者之間的距離也只有200多萬光年的距離而已，還是引力佔了主導。

科學家預計，兩者大概在40億年左右的時間會發生互撞，不過根據最新的訊息來看，這可能只是一場側撞，最後兩個星系很有可能在引力的作用下合為一體。星系之間的互相吞併其實是常態了，咱們的銀河系也常吞吃其他的小星系。

所以，銀河系和仙女座的互撞是發生在宇宙中小尺度上的事情，是引力佔主導的，因此和宇宙膨脹並不矛盾。

仙女座星系是距離銀河系最近的大星系，銀河系直徑10萬光年，仙女座星系直徑22萬光年。銀河系和仙女座系是本星系群中最大的兩個星系，兩個星系之間的距離是254萬光年。

光譜分析顯示，仙女座星系正在靠近銀河系，並且靠近速度為110 km/s，這也就是說在38億年之後，兩個星系將會碰撞。

不過在目前，銀河系與仙女星系之間的橫向速度無法精確測定，所以排除不了兩者在未來可能擦肩而過的情況，但是以最新的資料來看，仙女座星系和銀河系相撞的機率是非常大的。其實雖然它們星系很強大，但是其中99.99%都是空間。

銀河系和仙女座星系碰撞之後會發生什麼？

如果兩個星系相撞，會不會使得無數的星球相撞產生大爆炸？結果肯定意想不到，其實兩個星系之間的行星不會相互碰撞產生爆炸，因為宇宙之間存在著萬有引力，恆星與恆星之間是不會直接相撞，而是根據自身的引力相互作用，和行星等重新安排自己的位置，意想不到的結果就是產生新的星系。

當銀河系和仙女座系碰撞之後地球受影響嗎？

可能很多人會擔心當銀河系和仙女座系碰撞之後產生新的星系，這個新的星系可能會超級大，因為現仙女座星系的質量是太陽的8000億倍，與銀河系的質量相當，那麼這個新超級星系的形成會對太陽系和我們的地球有什麼影響呢？其實我們沒有必要擔心，太陽系並不在銀河系的邊緣位置，所以我們的地球會安然無恙，只是可能周圍會多一些恆星或行星。

兩個星系發生大碰撞與宇宙高速膨脹矛盾嗎？

宇宙膨脹是指空間本身在膨脹，在空間中的物體會有相對移動速度，兩個物體相互遠離或者相互靠近，仙女星系和銀河系就是在相互靠近。其實宇宙中大多星系都在遠離銀河系，因為星系之間的空間持續膨脹，才導致星系之間互相遠離。哈勃常數可用於衡量空間膨脹速度，從哈勃常數中可以瞭解到，當尺度很小時，空間膨脹效應並不是很明顯。

總結

仙女座星系距離銀河系250萬光年，由於空間膨脹會導致仙女座星系以54 km/s的速度遠離銀河系，但是仙女座系以110 km/s的速度靠近銀河系，遠離速度相對於星系間的運動速度是很小的。所以兩個星系碰撞與宇宙高速膨脹並不矛盾。

在我們的宇宙中存在著四大基本作用力，它們分別是強力、弱力、電磁力、引力

其中前三種基本力已經被統一到“粒子物理學標準模型”之中了，但引力卻是一個“異類”，因為它在量子力學中是“引力子”，而在相對論中是“時空扭曲產生的幾何跌落”，這種矛盾使得引力遲遲沒有被統一。

雖然我們都知道有質量的物體就有引力，但生活在地球上的我們只受到了地球的地心引力，事實上只有大質量的物體之間才會有顯著的引力效應產生，比如天體的執行和彼此之間的影響就是典型的引力作用。

宇宙空間的膨脹作為一個只有百年曆史的“新發現”，它對宇宙中天體的影響只顯示在大尺度上，確切的說只有在1億光年以上的尺度上才能明顯的感覺到空間膨脹帶來的影響，而這個尺度之下的主導者是引力。

我們每個人都是空間中物質的一部分，而由於我們尺度太小了所以並沒有因為空間膨脹而變胖或者說變寬，日常生活中的我們乃至於整個太陽系和銀河系幾乎都感覺不到空間膨脹帶來的影響。

所以說在普遍膨脹的宇宙中仙女座星系和銀河系還會在37.5億年後發生碰撞的原因...

它們之間的距離只有短短的254萬光年，而宇宙空間的膨脹需要在1億光年以上的尺度中才會顯現出來，因此銀河系和仙女座星系之間還是由引力主導的，它們之所以會靠近也是因為彼此的引力蓋過了空間膨脹的力量。

按照2013年普朗克衛星測定的宇宙空間膨脹速度（哈勃常數）67.3 km/s/Mpc來看，空間距離每增加326萬光年膨脹速度才增加67.3km/s，因此空間膨脹的在小尺度上是比不過引力的。

哈勃望遠鏡升空以來拍攝到不少星系碰撞融合的場面，這說明星系的碰撞在宇宙中並不是什麼小機率事件，2018年時歐洲的研究更是表明我們的銀河系都是來源於100億年之前的一次星系碰撞事件。